410

展演流程

-實驗演示影片照片

喝水鳥：

我們先將一樣的喝水鳥分在兩處，杯子裡裝的是依樣溫度的水，並測試其點頭的頻率是否相同，若是不同，到時則進行交叉測試，若相同即可進行下一個步驟。

接下來我們會把兩隻喝水鳥放入不同的杯子分別裝的是不同溫度的水，確保溫度差達實驗標準再行放入，測試其點頭之頻率後，交錯進行測試以確保實驗不出現器械的誤差，最後，核對是否與預想相同，若是不同，則進行討論並得出較為合理之結論。

乙醚球：

1. 用單手或雙手握緊底端的玻璃球，然後看看液體如何移動。

2. 再用單手或雙手握緊頂端的玻璃球，看看液體如何移動。

3. 可以跟同學互相PK，在相同時間內看誰能給予乙醚更多的熱，換句話說也就是看誰可以比較快將染色的乙醚推到頂端！

伽利略溫度計：

把溫度計放在常溫中，和泡在冰水、溫水裡的變化，觀察裡面的玻璃球是如何浮動的。

原理說明

喝水鳥：

實驗用的喝水鳥內有一根封閉之玻璃管，管內液體為實驗方便觀測而使用有顏料之透明液體，首先在喝水鳥嘴上塞入棉花方便其吸水，水會因毛細現象跑入喝水鳥頭部，實驗前的準備就完成了，接下來將實驗分為二個部分，也就是抬頭與喝水時縮發生的物理變化的，著重於討論幾個點，管內氣體壓力變化、管內水的流動、重心變化和棉花吸入的水所造成之影響。

當喝水鳥抬頭時，棉花沒有接觸到水，由於水分會蒸散而且在蒸散的過程因為吸熱所以會帶走熱量，管內上方的空氣因為熱量的流失逐漸冷卻，根據理想氣體方程式(給呂薩克定律)壓力因此減少，下方壓力大於上方壓力，推動水管內水上升，此時，重心由水分逐漸上升也逐漸上升，原本重心在支點之下以維持站立，在重心通過支點後喝水鳥就點頭喝水了。

喝水鳥在點頭時，棉花接觸水面，補充蒸散的水分，回到原始該有水量，在玻璃管內的空氣相接，回復壓力平衡，重心也因為水分再度多聚於後半截，在重新抬起頭來。

乙醚球：

利用乙醚低沸點(34.6℃)的特性(略低於體溫)，讓我們可以利用體溫來加熱，以觀察乙醚受熱之後乙醚蒸氣對空腔氣壓的影響。

伽利略溫度計：

液體的密度會隨溫度稍微改變，溫度升高時，液體密度會減少，這正是伽利略溫度計運作的主要關鍵。伽利略溫度計中，每個小玻璃球裝有不同顏色的液體。液體的成分不影響溫度計的運作，顏色只是裝飾用。玻璃吹製密封後，小玻璃球的等效密度就由下掛的金屬圓盤來調正。因為玻璃球的體積是固定的，溫度造成內部的氣體、液體膨脹都不會造成顯著的影響。周遭的透明液體不是水，而是一些密度隨溫度改變比水還大的一些有機溶液。（如乙醇）

生活應用

1.我們藉由喝水鳥的擺動，造成線圈與磁場相對運動，依據法拉第及冷次定律， 產生感應電流。發現喝水鳥裝置在溫度高、乾燥的地方，喝95%的乙醇，效果會最好，因此希望能發展成”利用室溫環境熱能來發電”的綠能產品。

2.電冰箱製冷的原理是通過工作物質（冷媒）把箱體內的熱量帶到箱體外，從而使箱體內溫度降低。

電冰箱有一條管道，一部分在冰箱內，一部分在冰箱外。管道裡面有氟利昂（冷媒），這種物質的沸點很低。結合熱力學第一定律， 當氟利昂到達箱體內管道時，氣體體積膨脹對外做功，忽略熱傳遞的作用，由熱力學第一定律公式可知氣體內能減少溫度降低， 此時管道內工作物質的溫度比箱體內溫度更低，所以箱體內的熱量傳遞給管道內工作物質。

管道的底部有一個泵，使氟利昂不斷地在管道裡循環。

吸收了熱量的氟利昂到達箱體外管道時，因為管道上面的部分有一個狹窄的小孔，減慢了外露管道之中物質的流速，

當中的物質因而受到很大的壓力。物質在這個範圍沸點上升，由氣體變成液體，把潛熱釋放出來。當物質通過小孔進入電冰箱的內部時，壓力會減少了許多，沸點回復到先前較低的水準，物質便由液態轉變為氣態，並且會吸收電冰箱內的熱能 (潛熱)，使冰箱內的溫度降低，達到了冷凍的效果。

由熱力學第一定律公式可知氣體內能增加溫度升高，此時管道內工作物質的溫度比外界環境的溫度更高，所以管道內工作物質把熱量傳遞給外界環境。

3.伽利略溫度計

參考資料

喝水鳥https://activity.ntsec.gov.tw/activity/race-1/54/pdf/030807.pdf

乙醚球http://nckusec.web2.ncku.edu.tw/m/412-1087-1663.php?Lang=zh-tw

https://zh.wikipedia.org/wiki/%E4%B9%99%E9%86%9A

伽利略溫度計

http://pj.zol.com.cn/480/4804847.html

生活應用https://sites.google.com/site/relixuediyidinglue/re-li-xue-di-yi-ding-lue/sheng-huo-ying-yong